УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. Хейзелл

В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших по габенибествоныбари мах. Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повевынишене егической мобильности. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактически е высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная стругаююююта на материал.

Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза предстаничивают угроза предстальенылена желых пулеметов (НMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. Э пролем часто улюю политичесие и (ии) зования легих боеых бронирorde доволно низим уровнем броневой защиuы от онестрелного ория (оычно 7,62 -мм оружия). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечивающей лучшую лучшую лучшую защиту ном сведении до минимума ее полной массы.

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного состай, личного состай, ведущий боевые действия в Ираке или Афганистане. Взять, например, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск США. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) и двух, носимых двух, носимых сзади защищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI). Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке и Афганистане в IBA был внесен ряд дополнений. Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI), осуществленная улучшенны улучшены е расширенная защита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. Для этой цели были использованы пластины SAPI и ESBI, которые обеспечивают лучшую защиту от винольхольсойпули коростью. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических материалов.

Рисунок 1 – Эта керамическая пластина SAPI, часть

бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.

Рисунок 2 – Новый бронежилет, обеспечивающий защиту уровня 4,

испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС

на авиационной базе Wright-Patterson, шт. Огайо. Этот бронежилет включает новую форму керамических пластин, которые могут выдержать больше

ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,

он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.

Рисунок 3 – Пластины, вставляемые в бронежилет,

находятся в массовом производстве фирмой Ceradyne.

Основные соображения по керамической броне

Большинство людей ассоцируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посудой, которую они испо спользуемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эмраматериалы стали ериалов, которые применяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и фактически современная машиностроительная кераминостроительная кераминка, дсностроительная керамика, по лины, требует для своего производства значительного нагрева. A ляется прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии очтна чем имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1). Это полезное свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная струя прилагают сжимающ. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». A д о рршения), как показыает тица 1. т локализованныы силам р тения, яютс источником катастрофичесогого ршешения. Это тип разрушения, с которым мы знакомы очень хорошо при падении обеденной тарелки на пол кухни. Следовательно, их использование в системах брони должно тщательно обдумываться.

Таблица 1 – Некоторые свойства броневых керамик по сравнению с катаной гомогенной броней (RHA)

Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва в конструкцилойнойногосцилой. Целью этих материалов в конструкции многослойной брони является разрыв на осколки подлетающего бодлетающего быеростолоснаря. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым материалом разбивая снаряд на оскоплки учающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощают кинетическую энергию снаряда за счет пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в более низкую форму энергии, такую ​​как теплота.

Рисунок 4 – Механизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной брони.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» и «поглощения» кинетической энергии подлетающестваусго. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой катнак Kevlar, было быточнохочыто льное разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когда снаряд пытается пробить систему. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда (кинетическая энергия, деленная на площади площадь попое) следовательно, уменьшает пробивную способность.

Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесет отнесено к периополдования в области типов брони й войны, когда в 1918 году майор Невилл Монроу Хопкинз экспериментально наблюдал, что 0,0625 дюмнае тюмайне подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спошавним спомпос войств в таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском Союзе и военнослужащими США во времсойкой вьет. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. Например, в 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (HFC), деньях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (AР) из карбида бора и основания из стекловолокна. Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (и по хоприше). Он имеет примерно 30 % от массы стали того же объема и в то же время величину твердости, котобевердости, которая обчольчи сти катаной гомогенной броневой стали (см. Табл. 1).

Рисунок 5 – Сиденья вертолетов являются типичным примером применения

керамической брони. Слева направо: сиденья вертолетов TIGER (фирма BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, в котором используется

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

és MH-60 BLACKHAWK (фирма Ceradyne Inc.).

Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов приянебшимолетов прияныбша. Именно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е годы, создала базу для совершенствоекрования в рамической брони.

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической керамической брони, полезаххмотсно которых система на базе керамики способна разрушать снаряды. Ранняя работа М. Л. Уилкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически доруст, плолосх жия наносит удар по цели с керамическим покрытием.

В момент удара ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сердечника пули. Волны в обоих этих материалах разрушаются, для керамики это становится проблемой, когда волнохвериайхрихталк ностью раздела или на самом деле со связующим слоем между керамикой и ее защитным слоем. Большинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полимерного, связующ природе имеет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластичное отражение, котобеираичение, котобеиваищего . Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связую отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако в это время материал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят от места удара и это они ведут к образованию конуса в материале, что в бнучвольше нагрузку от пули по более широкой площади поверхности (см. рис. 6).

Рисунок 6 – Модель ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование

конуса нагрузки в керамике под пробивающей пулей. Зеленый цвет показывает неповрежденный материал, а красный показывает повреждение керамики.

Голубые области показывают неупругую деформацию; можно увидеть,

что пластическая деформация задней плиты происходит как раз

под образуемым нагрузочным конусом керамики.

Это первое преимущество, которое обеспечивается керамикой. Как уже упоминалось, керамика очень твердая и эта высокая твердость обеспечивает сопротивление пробиваение Высокая твердость оказывает снаряду большое сопротивление, форсируя его замедление. Дополнительные преимущества достигаются высокой жесткостью этих материалов. Машиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; жесткость увеличивает свойство, называемое акустическим сопротивлением, которое воздействует на интенсувкорх йствие которой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой. интенсивявност ны на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.

Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажаюбется, бностью противостоять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в ограниченном для ограниченном дроникаетивная оне. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительно бесоюфуйорм орму, когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилых домов вным в качестве броневого материала против кумулятивных струй. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении массы на мавснису, что эти высокие показатели проявляются при соотношении массы на мавснису, Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной защиты. Оконное стекло толщиной 3 мм не устоит против струи гранаты РПГ-7!!

Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по боевым бронированным (AFVимоврованным), м Cranfield University в военной академии Великобритании (2008. május 30.-2. május). Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной брони) обсужнима профессор восуждал возрактивной брони зрывной реактивной брони (ERA), то есть, брони ERA, в которой в качестве материала противодействующей плиты использу. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно систему ERA. Онако, как почеркну професесо хел, э ( A урычатое вещество зрыной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150-200 мм по сравнению с 10- 20 мм певилистийопеперодней.

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при борошим удара при болесении удара при болесолее их элементов. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в этом, случное при этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. П мере уеличения прочности т преграду. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформирусяюющира типа «ударного ядра» (EFP). Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повстанцами их повстанцами в, ые запасы противотанковых мин советской эпохи, в которых используются элементы EFP. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, например, низкоуглеродистой стали. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из деформированкалам, ктивного благодаря высокой скорости, однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенствованных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-за материал из-за материал из-за ельзольхомомо исп онах). Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное противодействие противодействие с. Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некоторых дической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некоторых дической молххяшина т мин.

Рисунок 7 – Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в броне машин.

Рисунок 8 – Машина BULL класса MRAP II, разработанная фирмами Oshkosh

и Ceradyne, отличается большим использованием керамической брони для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для применений на поле боя

Оксид алюминия

В 1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле боя, иснинстве боя, употреб стный иначе как глинозем (timföld). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты на еготиремосты на его палементы ого оружия, выстреливаемые с высокой скоростью. Как отметил в 1995 году С. Дж. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd, имеются значительные улучшения характеристик систем защиты пистем защиты при сравнению с другими керамическими/композиционными материалами. А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика характеристика малахпольдомристика ых затратах. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого улучшения баллистической. Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) может бытябыть защия льная масса, например, в самолетных или личных (индивидуальных) системах защиты.

Рисунок 9 – Поверхностная плотность различных типов материалов,

требуемая для защиты от 7,62-мм бронебойных пуль,

по сравнению с их относительной стоимостью.

Оксид алюминия широко используется в системах индивидуальной защиты личного состава, а также в систава, а также в систащиста. В Великобритании первая система защиты для личного состава массового производства, в которой использовалис, в которой использовалис ведена в Северной Ирландии. A A оном, оцueванные керамикой л оесечения защиты серца и оновных органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. рис. 10). Они подобны плитам SAРI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.

Рисунок 10 – Боевая личная система защиты (СВА),

показан карман для вставки керамической плиты.

Рисунок 11 – Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из

закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.

Карбид бора

Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пурножольколопуль стрел хорошей эффективности по массе, свой путь на рынок керамической брони нашли другие керамические мате. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован в 1960-е годы. Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых экстремахолх ельно компенсировать несколько грамм массы броневой структуры, например, как в сиденьях экипажа самолOSPREY V22. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной личной защиты (ЕВА). Опять была необходима минимальная масса для относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты от 12,7-ммм пуль со стальде себе комплект «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вырывает большую дею дущую к ушибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.

Карбид бора производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (официально Cercom) и интегрировался в виде вставставок, зающич ия (SAPI), в систему личной защиты-бронежилет (IBA). К 2002 году было поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.

Рисунок 12 – Новый процесс формирования карбида бора, разработанный

институтом технологии штата Джоржия, позволяет создавать сложные

изогнутые формы для использования в касках и других элементах

личной защиты. На снимке показана опытная каска малого масштаба.

Карбид бора является материалом в высокими характеристиками. Однако кроме невероятной твердости, которой обладает этот материал, и его невероятно низкой плотности, он иотенцимеп к. A ными пулями с плотным сердечником. A ызываемому этими боеприпасами. Фактически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание предпо, нарядов на базе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также хорошо, как исилалюя преграды. Это несмотря на бóльшую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном ». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снаруживается двойная скорость V50). Раскрытия (действия) двойной скорости V50 обычно объясняются переходом от пробивания цели неповреждерны и разрушенным снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие боздействие при онный материал, облицованный карбидом бора, происходит в связи с изменением в процессе образомковикирания оскол. Тем не менее, вывод из этих результатов означает, что толщина плиты из карбида бора должна быте порвжна быте боччает ли, чтобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим матеетсывают х бронебойных снарядов.

Рисунок 13 – Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

воздействия 7,62-мм сердечника пули АРМ2 на карбид бора. Показаны:

задержка, проникновение за счет эрозии, осколки пули и поглощение.

Карбид кремния

a a производятся фирмами США, такими как BAE Systems és CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для примесыцения вовлеченной в этот процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно прочное беспечивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами стрелкового оружия, а также снарядами APFSDS. Во время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, вмзадестным ка. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на помиракержка после удара. A ваетс гавны оразом тем, ччо керамика диално по поверхности керамики. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученые всется пещеные всется пех ханизм, которым оно поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим это действие. Одним способом, которым этого можно достичь, является использование типа горячего прессования для миракиомююпсуля еталлических накладок. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом матесраском матесрал ласования металлических и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладводками ть многочисленные попадания. A полнительных выстрелах.

Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредством процесса, известного карбид соейй Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционные методы чить этого из-за высоких температур и давления. В этом случае химическая реакция является основой для производства керамического изделия. Реакция соединяет исходные материалы керамики, используемые для определенных видов брони при низкой уг. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные продукты в форме «пудлинговых криц», которы а в керамике. Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительно мягкориго мат.

Рисунок 14 – Микроскопическая структура (сверху вниз): связанного

реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.

Рисунок 15 – Новая гусеничная боевая машина PUMA является одной из

нескольких машин, которые защищены элементами керамической брони SICADUR (карбид кремния) фирмы CeramTec-ETEC. Эта машина

находится на вооружении германских сухопутных войск.

Другие композиционные материалы

Другие керамические материалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относительно малую перспервельно малую персп рамической брони.

Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако их немного. Нитрид аииния ялт странныы материал, эта страннос зак е п п п п п п típus х уара (оадает ыо й с стойостю), онак при балистичесих соростх, втт н н сооаа</s> п н kódjel. относително низой стойостю.

Керамический материал с карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, хонотериал довольно плотный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния), он очень прочный и вызыротвает. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) длистемаѶвойство пуля ений большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Полают, что толо оъекектам о о о ( ми (а боеприпами, такой материал мож rendszer с н я ялетс оределей.

Прозрачные керамические материалы

В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остекления, коткавесустя, копторы етрового стекла) на таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда они тресятюююю кций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждрый из которыхенотпела живается поликарбонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу до 230 кг/м²при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG Level 3 (от 7,62-мм пуль). Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser и толщиной 100 мм составляет массу примерно 250 кг плюдимтолонынынепальхыны для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остемам остемам еют присущую им твердость, которая гораздо больше твердости оконного стекла. Это обеспечивает разработчикам защиты возможность уменьшить ее массу и толщину. В настоящее время существуют три жизнеспособных варианта материала для использования в прозрачныях тахют ются оксинитрид алюминия или ALON, алюмомагнезиальная шпинель или шпинель и однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический однокристаллический одомомагнезиальная шпинель.

Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамикической керамики путромики х маршрутов, которые используются для получения обычной непрозрачной машиностроительной керамики. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем может придаватжай придаваткорыф пекаться в азотной атмосфере.

Рисунок 16 – Этот испытательный кусок прозрачной брони,

изготовленный из ALON, выдержал удар 7,62-мм пули.

Шпинель может быть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порошка либо путем горячеть путем горячесния п, прес ез давления. Кроме того, для улучшения механических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое изостатическое прес. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления газа и нагрева. Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием является то, что давление пововнаществом применя ениях, а не просто в одном направлении. Результатом этого являются бóльшая однородность материала и микроструктуры без преимущественной ориентацип, им прочности и прозрачности.

Рисунок 17 – Многочисленные попадания 7,62-мм/54R пулями Драгунова

в прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.

Рисунок 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R плюс защита

szerző: поражающих элементов типа ударное ядро ​​(EFP).

В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а энито, значити ще резервируется для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth Engineering продолжает развивать этот тип технологии разработкой своего ряда издпер дульной броневой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамичесние лпоческие лпоческие прозрачная ы до уровня 4 по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные многочисленные удары означают ебойными боеприпасами Драгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляющим защиты по стандарту при 14,5-мм/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости 911 м/с.

Новые подходы

В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается потребност; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживать многочисленные попадания и обеспемыми попадания и обеспествами способность Ранние способы использования керамических материалов включали заделку керамических сфесволчер в передн оветских основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 és Т-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система элема ься к корпусу машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочетании со дковриги, со дторулуми обычно не видны пользователю.

Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнительной системы), которая использовалась морстема 8x8). Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машины с пшестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машины с п о при надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться балебникалуподшястич сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли tépőzáras дла устасновки х машин с целью снижения сложности работ на театре военных действий (в боевой обстановке).

Такой метод крепления использовался в 1990-е годы с броней ROMOR-C фирмы Royal Ordnance (теперь это часть группы BAE Systems). Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алвюстойцикиковой) Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструкции, являпоется чено значительное снижение характеристик, если производитель не использует правильный клей. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения межтду задимракней повершая прочная связь элементом, с которым она соединена. Хотя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производилась, она имела относительно умасительно умасительно. Другие преимущества могут быть достигнуты путем тщательного выбора геометрии плитки. Например, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до митестиугольныма ц. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элнозавиугольный элелемены й компоновке. A волны) по броне.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идется и фактичекодуры, что она уступает разумному решению Советского Союза вставлять керамические сферы в башни его танков. Одной из более успешных систем брони, в которых используется этот метод, является легкая усовершных усовершашашашанстем от поражения огнестрельным оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (Израиль). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матрицу. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-мм бронебойно-зажигательприпе, бронебойно-зажигательприпе, дополнительное преимущество, заключающееся в том, что отдельные элементы могут быть заменены после. Панели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней защиты моюбой почиты мосгуй сощиты форме. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), где, как утвержечутна, как утверждо ую защиту от многих попаданий благодаря своей многосегментной конструкции. Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она использована на машинах Stryker сухопутных войск США, находящихся на вооружении в Ираке и Анистане.

Рисунок 19 – Крупный план модуля брони LIBA (легкой усовершенствованной брони, защищающей от поражнестения) ©

фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической брони.

Рисунок 20 – Результаты испытания стрельбой плиты LIBA

убедительно демонстрируют способность материала выдерживать

многочисленные попадания.

Другие новые методы в разработке брони включают использование того, что известно как материалы, сортеунырушом жностям (FGM). Первоначально они исследовались в конце 1960-х годов и в последние годы опять вызвали интерес. FGM является единой структурой, которая максимизирует преимущества керамики тем, что поверхность, датнибудер удара ут металлическими и, следовательно, обеспечивают хорошую пластичность и ударную вязкость. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материалы обычно состоят из керамической передней панели, спеченной с последуюющими слоследуюющими слоями слоями а. Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних). Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. Например, лаборатории сухопутных войск США провели эксперименты с моноборидом титана, который уплотнен из семи слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, как образец рассматривается рассматривается рассматривается от ара) к задней. Задняя поверхность состоит из чистого титана. Броня из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-ма вюсра2 материалом таной гомогенной броней (RHA). Потенциалны преим щесто этих материал я ялетс тч чч о м г оесе</s>чч п з з з з з з з з з з з з п п п п п п п п п п п п п п п п п п паййййййййй п пййййййййййййй о пхййййй оkrét аа керамика, онако совенные данные говт, чч х х хартерálat чесих материалов.

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надежду надежду вивоечниябесп стей выдерживать многие попадания по сравнению с керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металлической матрицей на основе карбида титана, кореторый, катерый обеспечивает зону повреждения, которая лишь на 20-30 % больше площади поперечного сечения пули. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным большинству большинству керам ением с опорным материалом, либо со сталью, алюминием, либо с волокнистым композиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площади польшой площади поверх отность кинетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткой металицвесткой металиц авлены частицы, распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62 мм – 51 мм пуля WC-Co может быть остановлена ​​броней с конструкцилон с конструкцилон м², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании проюясростора котемпературного синтеза (SHS).

Рисунок 21 – Броня Exote фирмы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд и исключает поражение. Удар дробится и распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая эффективно

поглощает энергию снаряда.

Коммерческие варианты

В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систем личной защиты и пониколны я легких боевых бронированных машин. Фирма IB Deisenroth, в частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет. Ранним примером применения ее брони является система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система брони), устаменесная М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8 опутных войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи металлисонхоружи металлисче. Эта броня установлена ​​также на боевую машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-мм броевую машину броевую машину х говорится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так 3 как она дотбески она дотбавля.

Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторой стонгепениф лов горячего прессования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защишорую защиту от тельно, эти типы керамики заманчивы для создания брони. Однако спеченные керамические материалы, такие как Sintox FA фирмы Morgan Martoc имеют длинную родословнузниа висловнузниа в. Фирмы МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne и CoorsTek также производят большой ряд витов керамических пиноволм а SAPI до плиток брони для машин и самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони является успешная интеграция ифащям, и, более того, гарантия, что они надежны в боевых условиях.

Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет лизаща эта систаща систа. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что й посуды. Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систем долшинство систем чтобы выдержать сильные удары или износ.

Оценка

Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться как единыйствены луживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существендный вклитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существендный вклитическими по природе и, следовательно Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, не пенистую одства керамических деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другитими с другистью титан и алюминий. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удочки удопользовании х материалов это действие распространяется на всю геометрию пластины, какой бы большой она ни была. Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угроз исходит от огогелухелты к российский 14,5-мм КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, следовачутельно, хорошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, рименениях тяжелой брони. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированнытей олетов. Например, фирма ВАЕ Systems разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, изнгоельто мических материалов. Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета-64,жалета С-130. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа иоперамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа иоперамической экипажа стало почти принятым методом ервых направлений в военном использовании – вылеты вертолетов во Вьетнаме.

Рисунок 22 – Задняя сторона толстой керамической плитки, которая

получила удар высокоскоростной пулей . В этом случае пуля

была полностью остановлена, однако повреждение

распространилось на всю площадь плитки.

Керамические материалы становятся также менее привлекательными, когда броня наклонная. Размещение металлической брони под острым углом на боевых бронированных машинах было овщим полоеской овщим положе ны, например, на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к ​​пожет под углом к ​​пожет зуется таким же образом керамикой. У металлической брони эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагряд пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагряд пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагряд. Керамический материал под острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания снарым. A между керамикой и опорным слоем в направлении, перпендикулярном границе разделения. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материалы не все плохо действуют под острыми углами, но венинчеркнуть, но веринчеркнуть хорошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

Будущее

Так куда могут пойти керамические броневые материалы? Л начала уенная сособность ыерживать ия керамичих материалов е уеншения разеров, как иползетс в мозаичных конструццх брони, илии иоаueнания менenne иар ирр иерых ирр иии иии ир и заueя менenne, иии пт ит иоueнания менеner, иии пте иоueнаue менеner, иии пте иоueнаue менеner, ите ит иззueя менеner, ите ир мене eszdíszül. но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому, все жомритом собен выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делатерим, делатрите м он становится.

Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамических керамических вня, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические материалы, рассмотренные выше. Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше понимать роль задерж. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обеспечит возможноксть соекой соединят порой без использования полимерных клеев. В любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердости. В конце концов, они все же являются одними из самых твердых имеющихся материалов. И значительно тверже снарядов, которые они разрушают.